تولید نانوکامپوزیت زمینه آلومینیمی تقویت شده با نانوذرات کربن با هدف بهبود خواص مکانیکی، ریزساختار و افزایش کارایی در کاربردهای صنعتی
کد مقاله : 1249-IRANCOMP-FULL (R2)
نویسندگان:
ابوالفضل بابازاده *1، مجید صفرآبادی فراهانی2، محمد جعفر حداد3
1دانشکده مهندسی مکانیک-دانشکده فنی دانشگاه تهران-دانشکاه تهران
2عضو هیات علمی
3هیت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران
چکیده مقاله:
در دیدگاه کلان صنعتیِ امروز،کاهش هزینه‌های تولید و افزایش کارایی قطعات تولید شده، سهم پررنگی دارد. پژوهش‌های انجام شده در این زمینه منجر به تولید مواد مهندسیِ برتر شده است. نانوکامپوزیت‌های آلومینیمی، دسته‌ای از این موادِ جدید بوده که دارای خواصِ برتر مانند نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی و گستره وسیع کاربردهای صنعتی هستند. در همین راستا، افزودن نانوذرات کربنی به آلیاژ آلومینیمی 356 در روش ریخته‌گری گردابی، در سه درصد وزنی 01/0، 05/0و 10/0 به دو صورت نانو لوله‌ و نانوصفحات گرافنی، با سرعت چرخش 500 دور بر دقیقه در دمای 740 درجه سانتی‌گراد انجام شد. نتایج آزمون‌های مکانیکی نشان داد، که با افزودن 10/0% وزنی گرافن، حداکثر 31% بهبود در استحکام کششی و 55% در استحکام فشاری مشاهده شد. این مقادیر برای مقاوم‌ساز نانولوله کربنی با همین درصد وزنی، حداکثر 29% بهبود در استحکام کششی و 51% در استحکام فشاری بوده است. بررسی‌های ریزساختاری با میکروسکوپ الکترونی SEM نشان داد اعمال چرخش کنترل شده در روش تولیدی گردابی، منجر به قرارگیری این نانوذرات در نواحی دور از فازهای بین فلزی ترد مانند Al7Si شده. هم چنین با افزایش درصد مقاوم‎‌ساز تا 10/0%، توزیع این نانوذرات نیز، در هر دو نوع مقاوم‌ساز بهبود یافته، بنابراین علاوه بر افزایش استحکام،انعطاف پذیری نیز افزایش یافته است. تحلیل انرژی جذب شده در حین آزمون فشار نشان داد، قطعه تولید شده با مقاوم ساز نانولوله کربن و گرافن، با درصد وزنی 10/0 نسبت به نمونه بدون مقاوم‌ساز، به ترتیب 141% و 564% انرژی بیشتری جذب خواهد کرد، بدون آن‌که بشکند.
کلیدواژه ها:
نانوکامپوزیت- آلومینیم- کربن – گرافن- استحکام - چقرمگی
وضعیت : مقاله برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است